聚氨酯熱熔膠應(yīng)用
單組份熱熔型聚氨酯發(fā)展特點(diǎn)
反應(yīng)型熱熔膠，單組份聚氨酯熱熔膠主要成分為聚氨酯樹(shù)脂或預(yù)聚物，再?gòu)?fù)配以各種助劑如催化劑、抗氧劑、增粘劑及填料等。加工后常溫下可為條狀、顆粒狀、粉末狀及薄膜狀等，使用時(shí)加熱至一定溫度熔融而涂覆于粘接基材中，進(jìn)而固化而起到粘接作用。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的聚氨酯膠粘劑主要為雙組分及單組份溶液型。它們往往要耗費(fèi)大量有機(jī)熔劑及稀釋劑，生產(chǎn)成本較高，固化時(shí)因?yàn)榈头悬c(diǎn)有機(jī)物揮發(fā)會(huì)造成環(huán)境污染。而近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的單組份熱熔型聚氨酯膠粘劑則克服了上述缺點(diǎn)，儲(chǔ)藏、攜帶均較方便，不含有機(jī)熔劑，使用時(shí)不污染環(huán)境，屬環(huán)境友好材料，因而深受人們青睞。該膠可用于紡織、制鞋、書(shū)籍無(wú)線裝訂、食品包裝、木材加工、建筑、汽車構(gòu)件粘接等。按固化機(jī)理，可分為熱塑性聚氨酯彈性體，反應(yīng)性熱熔型及丙烯酸酯等3種類型聚氨酯熱熔膠等。
一
熱塑性聚氨酯
熱塑性聚氨酯為線型或帶少量支鏈的聚合物。一般由聚醚、聚酯、異氰酸酯（MDI、TDI、IPDI或HDI），以及擴(kuò)鏈劑等為原料制得，合成方法主要有本體法。使用時(shí)加熱至一定溫度后熔化而涂覆于基材上，冷卻固化。固化過(guò)程不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，主要是利用組成中氫鍵的作用發(fā)生物理交聯(lián)，使該膠具有優(yōu)良的彈性和強(qiáng)度。受熱后失去氫鍵作用，變成熔融粘稠液，因此利用這一可逆特性可反復(fù)加熱-冷卻固化。據(jù)報(bào)道可將己二酸己二醇酯真空脫水后，加入擴(kuò)鏈劑1,6-己二醇，新戊二醇進(jìn)行擴(kuò)鏈與HDI反應(yīng)制備聚氨酯固體，也可將該膠進(jìn)一步加工成薄膜狀；有報(bào)道了一種最終形態(tài)為塊狀或片狀的熱塑性聚氨酯熱熔膠，主要由MDI，高分子聚醚或聚酯、低分子擴(kuò)鏈劑、增塑劑、熱塑性樹(shù)脂、催化劑和石油磺酸鹽或礦物油類膠溶劑。膠溶劑為該膠中的特色組分，可有效降低產(chǎn)品粘度，從而提高流動(dòng)性，但對(duì)其他粘接性能特別是拉伸強(qiáng)度和耐高、低溫性能無(wú)不良影響，可廣泛用于食品罐頭、飲料盒等的標(biāo)簽快速自動(dòng)裝貼，并能承受食品衛(wèi)生所規(guī)定的嚴(yán)格的高低溫殺菌消毒處理。
二
三
反應(yīng)性熱熔膠
熱塑性聚氨酯雖可重復(fù)使用，但往往粘接強(qiáng)度不高，耐高低溫性能、耐溶劑性、耐水性相對(duì)較差。因此，近年來(lái)為克服這些缺點(diǎn)，發(fā)展了反應(yīng)性熱熔型單組分聚氨酯膠，包括以下幾個(gè)類型。
3.1．濕固化型聚氨酯熱熔膠
這類膠是端異氰酸酯基預(yù)聚體，用于粘接時(shí)可與空氣中所含水分及基材表面的吸附水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成脲鍵而固化。提高固化濕度，有利于水分參加固化反應(yīng)，縮短固化時(shí)間。當(dāng)被粘接材料的含水量過(guò)高，空氣濕度較大，膠料的NCO基團(tuán)含量較高，固化溫度較高時(shí)，膠粘劑固化較快，這種情況下易產(chǎn)生較多的CO2氣體。CO2溢出時(shí)使膠接層形成無(wú)規(guī)則的孔穴，導(dǎo)致膠接層粘接強(qiáng)度下降。主要有鞋用單組分濕固化聚氨酯熱熔膠；適用于壓制裝飾性硬木膠合板和硬木地板的濕固化單組分聚氨酯熱熔膠，一種高水汽透過(guò)率的濕固化單組分聚氨酯熱熔膠，它形成的膜只允許空氣和水汽透過(guò)，不允許表面活性物質(zhì)、污物、有機(jī)物及液態(tài)水通過(guò)。在膜厚大于0.5 mils情況下，水汽透過(guò)率＞500 g/m2/天，可用于制雨衣、雨具、防水服、防水布等；書(shū)籍裝訂用單組分濕固化聚氨酯膠粘劑。
3.2．端NCO基預(yù)聚體型聚氨酯熱熔膠
一類潛固化劑是惡唑烷化合物，由胺基醇與醛或酮脫水縮合而得。該化合物對(duì)水具有較高的敏感性，當(dāng)與含異氰酸酯基的混合物遇水分時(shí)，惡唑烷化合物先與水反應(yīng)，釋放出胺基醇，當(dāng)中的胺基與羥基順次與端NCO基團(tuán)進(jìn)行固化反應(yīng)，固化時(shí)無(wú)CO2產(chǎn)生。據(jù)報(bào)道含二惡唑烷的單組分聚氨酯熱熔膠，主要成分為端NCO預(yù)聚物，擴(kuò)鏈劑對(duì)苯二酚二羥乙基醚，交聯(lián)劑聚氧化烯烴三醇及催化劑、抗氧劑、填料等。在室溫及50%相對(duì)濕度下完全固化需14天?？捎糜谄囉盟芰?、金屬及玻璃的粘接。另一類潛固化劑是醛/酮亞胺化合物，由醛或酮與二元胺脫水縮合而得。不過(guò)醛/酮亞胺水解活性較高，產(chǎn)生伯胺迅速與異氰酸酯基反應(yīng)而使膠粘劑適用期縮短，影響操作性，且無(wú)水條件下醛/酮亞胺對(duì)異氰酸酯基有一定反應(yīng)活性而影響其儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
3.3．封閉型單組分聚氨酯熱熔膠
把端NCO基聚氨酯預(yù)聚體中的NCO基團(tuán)在一定條件下用封閉型封閉起來(lái)，成為封閉型預(yù)聚體。實(shí)際上就是把游離的NCO基團(tuán)保護(hù)起來(lái)，使其在常溫下沒(méi)有反應(yīng)活性，是穩(wěn)定的，當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)發(fā)生離解，活性的NCO基團(tuán)再生，可與活性氫化物如多元醇、水等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或自聚生成固化物。常用的封閉劑有肟類、酚類、醇類、酰胺類、亞硫酸氫鈉、吡咯烷酮等。
四
丙烯酸酯-聚氨酯熱熔膠
使（甲基）丙烯酸羥乙/丙酯與端NCO基聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)，制得端基為丙烯酸雙鍵的聚氨酯，再與過(guò)氧化苯甲酰等引發(fā)劑配合，可用作單組分熱熔膠，對(duì)濕氣不敏感，加熱進(jìn)行自由基聚合而固化?；蛘呒庸饷魟┰儆米贤夤庹丈湟l(fā)，得到快速固化的膠粘劑。這種膠粘劑結(jié)合了丙烯酸酯及聚氨酯的各種優(yōu)良性能，具有優(yōu)良的粘接性，耐高低濕、耐候性及耐溶劑性等。
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